JP2017130487A - Millimeter wave and sub-millimeter wave generating device by mixing two-wavelength laser beam - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、2つのレーザー光からミリ波やサブミリ波を発生させる、2波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置に関する。 The present invention relates to a millimeter wave and submillimeter wave generator by two-wavelength laser light mixing that generates millimeter waves and submillimeter waves from two laser lights.
近年、ミリ波およびサブミリ波技術は超高速無線通信への応用やセンシング分野への応用が期待されている。これらの周波数の信号発生源としては様々なものが提案されているが、大掛かりな装置が必要であったり、十分な出力が得られなかったり、出力が連続波ではなくパルス波に限られていたり、出力波の波長変動が大き過ぎたりして実用上問題が多かった。
このような問題は、レーザーラジオ分野で使われる2波長レーザーによるビート信号もしくは差周波発生で解決されることが期待されている。これは、特に室温で動作する簡便な装置構成になり得る点である。このような装置を実現する場合、制御され2つの波長を同時に発振させることのできるレーザーの開発が重要になる。2つの波長を切替えて使用する装置としては、CD(コンパクトディスク)やDVD(デジタルバーサタイルディスク)などへの書き込み用レーザー光源がある。しかし、これらのレーザー光源からの出力光を混合しても、ミリ波やミリ波、サブミリ波より短波長の電波や光が得られるのみである。
In recent years, millimeter wave and submillimeter wave technologies are expected to be applied to ultra-high-speed wireless communications and sensing fields. Various sources for these frequencies have been proposed, but large-scale equipment is required, sufficient output cannot be obtained, or the output is limited to pulse waves instead of continuous waves. The wavelength fluctuation of the output wave was too large and there were many practical problems.
Such a problem is expected to be solved by generating a beat signal or a difference frequency by a two-wavelength laser used in the laser radio field. This is a point that a simple apparatus configuration that operates at room temperature can be obtained. When realizing such an apparatus, it is important to develop a laser that can be controlled to oscillate two wavelengths simultaneously. As an apparatus for switching between two wavelengths, there is a laser light source for writing on a CD (compact disc), a DVD (digital versatile disc) or the like. However, even if the output light from these laser light sources is mixed, only radio waves and light with shorter wavelengths than millimeter waves, millimeter waves, and submillimeter waves can be obtained.
また、ミリ波およびサブミリ波の周波数の帯域幅の側波帯をもつ多波長レーザー光を出力するレーザー光源は既に実現されており、このようなレーザー光源では、その帯域内で、種々の波長のレーザー光を同時に出力させることが可能である。例えば、ダブルヘテロ構造の半導体レーザー素子や、量子井戸型半導体レーザー素子であり、近年では量子ドットレーザー素子も用いることができる。 In addition, laser light sources that output multi-wavelength laser light having sidebands with frequency bands of millimeter waves and submillimeter waves have already been realized, and such laser light sources have various wavelengths within the band. It is possible to output laser light simultaneously. For example, a semiconductor laser element having a double hetero structure or a quantum well type semiconductor laser element, and a quantum dot laser element can also be used in recent years.
これを用いることで、例えば、非特許文献1には、図1に示すように半導体ゲインチップを用いた外部共振器型波長可変レーザーにおいて、90GHz〜1THz間隔の2波長発振を実現した例が報告されている。この例は、高集積量子ドット光利得チップの光増幅素子1と外部共振器とで構成される多波長レーザー光源を備える。その外部共振器は、光増幅素子1の端面1aとハーフミラー5とで形成される光共振器である。その外部共振器の光路上には狭帯域波長選択器3と、エタロンフィルターを用いた波長選択器4が設けられ、上記ハーフミラー5とレンズ6を介してレーザー光が出力される。
By using this, for example, Non-Patent
上記の構成において、波長選択器4と狭帯域波長選択器3は図2に示す様に調整される。まず、上記多波長レーザー光源による光から、図2(a)に示す様に波長選択器4によって、櫛歯状の分布をもつ多数のスペクトル線が選択される。その多数のスペクトル線から、図2(b)に示す様に狭帯域波長選択器3によって2本のスペクトル線が選択される。図3に、実際に得られた2本のレーザースペクトル線を示す。1539.73nmと1540.44nmのレーザー光が選択されていることが分かる。
In the above configuration, the wavelength selector 4 and the
上記の構成では、出力される2波長の間隔は、上記波長選択器4のエタロンフィルターを交換してそのFSR(Free Spectral Range:自由スペクトル領域)を変えるという手法で選択される。この様に、エタロンフィルターの交換無しに波長間隔を制御することは、不可能ではないが、次のように実用上困難な点があった。 In the above configuration, the interval between the two wavelengths to be output is selected by a method of changing the FSR (Free Spectral Range) by exchanging the etalon filter of the wavelength selector 4. Thus, although it is not impossible to control the wavelength interval without replacing the etalon filter, there are practically difficult points as follows.
従来技術で可能なエタロンフィルターのFSRの変化方法は、例えば、加熱することによりエタロンに使われている材料の屈折率を変化させるもので、これにより、FSRを変化させるものである。この加熱のために、エタロンフィルターにヒーターなどを取り付けている。
しかし、例えばエタロンフィルターの材料に用いられる二酸化ケイ素ガラスの熱伝導率が金属等に比べて桁違いに小さいことから、温度変化による制御は熱ドリフトを伴うことになり、緩慢な制御とならざるを得なかった。
A method of changing the FSR of an etalon filter that is possible in the prior art is to change the refractive index of a material used for the etalon by heating, for example, thereby changing the FSR. For this heating, a heater is attached to the etalon filter.
However, for example, the thermal conductivity of silicon dioxide glass used as the material for the etalon filter is orders of magnitude smaller than that of metals, so control due to temperature changes involves thermal drift, which must be slow control. I didn't get it.
また、リオフィルタ(Lyot Filter)で複屈折板の光学軸を回転させることで、光の透過波長を制御できることが知られている(特許文献1、2)。また、複屈折板に代わって液晶を用いた波長可変リオフィルタ(特許文献3、4)は、液晶に印可する電圧を制御することで、光の透過波長が制御される。この様なリオフィルタを用いてスペクトル線を選択することが可能であることは、知られている。しかし、これは、狭帯域波長選択器3の選択波長を調整するものに相当するものであり、波長選択器4の特性を変えることには相当しない。
Further, it is known that the transmission wavelength of light can be controlled by rotating the optical axis of the birefringent plate with a lyo filter (Lyot Filter) (
上記の温度による屈折率変化は非常に小さい。このため上記FSRも実用上充分に変化させることは困難であった。また、温度が安定するまでに長時間を要し、それまでは温度の上昇に伴う熱ドリフトとなるので、短時間の経過後の装置調整では、その装置調整後の使用で光学素子の位置ずれと認識される問題が生じる場合がある。 The refractive index change due to the temperature is very small. For this reason, it has been difficult to change the FSR practically. Also, it takes a long time for the temperature to stabilize, and until then, thermal drift occurs as the temperature rises. May be recognized as a problem.
このため、本発明では、出力波長帯域が広く、動作安定までに長時間を要しないミリ波、サブミリ波発生装置を実現する。 Therefore, the present invention realizes a millimeter wave and submillimeter wave generator that has a wide output wavelength band and does not require a long time for stable operation.
本発明の2波長レーザー光源を用いたミリ波、サブミリ波発生装置は、外部共振器構成をもつ多波長レーザー光源と、上記外部共振器内の光路上に設置された狭帯域波長選択器と、波長選択器と、該波長選択器の選択波長を変える選択波長可変手段と、光混合器と、を備える。
ここで、上記多波長レーザー光源は、出力光のスペクトルの中心から50GHzから3THzまでの帯域に複数のスペクトル線をもったレーザー光を出力する光源であり、上記波長選択器は、上記多波長レーザー光源からのレーザー光を波長について櫛歯状に選択する光フィルターであり、上記狭帯域波長選択器は、櫛歯状に選択された上記レーザー光から2つのスペクトル線を選択するものであり、上記選択波長可変手段は、上記波長選択器に透過波長帯域を変更する作用を及ぼすものであり、上記光混合器は、上記の2つのスペクトル線のレーザー光を混合することで、50GHzから3THzまでの所定の電磁波を生成するものである。
A millimeter-wave and submillimeter-wave generator using the two-wavelength laser light source of the present invention includes a multi-wavelength laser light source having an external resonator configuration, a narrow-band wavelength selector installed on an optical path in the external resonator, A wavelength selector; a selection wavelength variable unit that changes a selection wavelength of the wavelength selector; and an optical mixer.
Here, the multi-wavelength laser light source is a light source that outputs laser light having a plurality of spectral lines in a band from 50 GHz to 3 THz from the center of the spectrum of the output light, and the wavelength selector includes the multi-wavelength laser light source. An optical filter that selects laser light from a light source in a comb-like shape with respect to wavelength, and the narrow-band wavelength selector selects two spectral lines from the laser light selected in a comb-like shape, The selection wavelength variable means acts to change the transmission wavelength band to the wavelength selector, and the optical mixer mixes the laser light of the two spectral lines, so that the frequency range from 50 GHz to 3 THz. It generates a predetermined electromagnetic wave.
また、上記波長選択器は、光共振器中に設けられた1段または多段構成のリオフィルターで、該リオフィルターは波長可変リオフィルターであり、上記リオフィルターに使用される複屈折板は、上記外部共振器における光路に垂直な入射面を有し、該入射面上に屈折率の異なる2軸を持ち、上記選択波長可変手段からの作用によって該複屈折板の屈折率を操作する構成を備えるものであってもよい。 The wavelength selector is a one-stage or multistage rio filter provided in an optical resonator, the rio filter is a tunable rio filter, and the birefringent plate used in the rio filter is It has an incident surface perpendicular to the optical path in the external resonator, has two axes with different refractive indexes on the incident surface, and has a configuration for manipulating the refractive index of the birefringent plate by the action from the selection wavelength varying means. It may be a thing.
上記レーザー光の狭帯域波長選択器への入射面とその入射光路を斜交させることで、入射光路と直交する方向の偏波に比べて該入射光路に斜交する方向の偏波を減衰させるものであることが望ましい。 By obliquely crossing the incident surface of the laser beam to the narrow-band wavelength selector and its incident optical path, the polarization in the direction oblique to the incident optical path is attenuated compared to the polarization in the direction orthogonal to the incident optical path. It is desirable to be a thing.
生成された50GHzから3THzまでの所定の上記電磁波の強度を検出し、その検出信号を上記選択波長可変手段に帰還して、該電磁波の強度が最大または所定の値になるようにすることで、上記狭帯域波長選択器の透過特性に上記波長選択器の透過特性を追従させることで安定な出力を得ることができる。 By detecting the intensity of the predetermined electromagnetic wave generated from 50 GHz to 3 THz and returning the detection signal to the selected wavelength variable means so that the intensity of the electromagnetic wave becomes a maximum or a predetermined value, By making the transmission characteristic of the wavelength selector follow the transmission characteristic of the narrow band wavelength selector, a stable output can be obtained.
上記多波長レーザー光源に、ダブルヘテロ構造の半導体レーザー素子を用いることができる。また、より発光領域を限定した量子井戸型半導体レーザー素子を用いることで、より側波帯の広いレーザー光を得ることができる。さらに発光領域を限定した量子ドットレーザー素子を用いることで、さらに側波帯の広いレーザー光を得ることができる。 As the multi-wavelength laser light source, a semiconductor laser element having a double hetero structure can be used. In addition, by using a quantum well type semiconductor laser element with a more limited emission region, laser light with a wider sideband can be obtained. Furthermore, by using a quantum dot laser element with a limited emission region, laser light with a wider sideband can be obtained.
これまでの2波長レーザー光源では、エタロンフィルターの交換による離散的な波長間隔変化か、温度変化による小さな波長間隔変化のみ実現されていたが、本発明により波長間隔をほぼ連続的に、かつ、大きく変化することができるようになる。また、複屈折材料を用いて偏光ビームスプリッターなどが実現されており、高精度の加工技術が既に確立されている。このため、現状の技術水準で、波長間隔を広範囲で高精度にかつほぼ連続的に制御することのできる2波長光源を実現でき、従って、ミリ波やサブミリ波を、広帯域、高精度でほぼ連続的に発生することが期待できる。 In the conventional two-wavelength laser light source, only discrete wavelength interval changes due to replacement of the etalon filter or only small wavelength interval changes due to temperature changes have been realized. To be able to change. In addition, a polarizing beam splitter or the like has been realized using a birefringent material, and a highly accurate processing technique has already been established. For this reason, it is possible to realize a two-wavelength light source capable of controlling the wavelength interval over a wide range with high accuracy and almost continuously with the current technical level. Can be expected to occur.
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, devices having the same function or similar functions are denoted by the same reference numerals unless there is a special reason.
図4に本発明の実施例を示す。高集積量子ドット光利得チップの光増幅素子1と外部共振器とで構成される多波長レーザー光源を備える。その外部共振器は、光増幅素子1の端面1aとハーフミラー5とで形成される光共振器である。その外部共振器の光路上には狭帯域波長選択器3と、複屈折材料の両面に光共振器となる反射層を設けたエタロンフィルターを用いた波長選択器4が設けられ、上記ハーフミラー5とレンズ6を介してレーザー光が非線形光学材料を用いた光混合器8に入力され、その差周波数をもつミリ波、サブミリ波が出力される。
FIG. 4 shows an embodiment of the present invention. A multi-wavelength laser light source including an
上記多波長レーザー光源は、出力光のスペクトルの中心から50GHzから3THzまでの帯域に複数のスペクトル線をもったレーザー光であり、上記光混合器8から出力されるミリ波、サブミリ波は、例えば、50GHzから3THzまでの所定の周波数の電磁波である。
The multi-wavelength laser light source is a laser beam having a plurality of spectral lines in a band from 50 GHz to 3 THz from the center of the spectrum of the output light. Millimeter waves and submillimeter waves output from the
上記多波長レーザー光源には、ダブルヘテロ構造の半導体レーザー素子を用いることができる。また、より発光領域を限定した量子井戸型半導体レーザー素子を用いることで、より側波帯の広いレーザー光を得ることができる。さらに発光領域を限定した量子ドットレーザー素子を用いることで、さらに側波帯の広いレーザー光を得ることができる。 As the multi-wavelength laser light source, a semiconductor laser element having a double hetero structure can be used. In addition, by using a quantum well type semiconductor laser element with a more limited emission region, laser light with a wider sideband can be obtained. Furthermore, by using a quantum dot laser element with a limited emission region, laser light with a wider sideband can be obtained.
狭帯域波長選択器3は、光路に対してその入射面を斜交するように配置することによって、光路と直交する方向の偏光成分を選択することができる。
The narrow-
また、波長選択器4は、複屈折材料を用いたエタロンフィルターであり、その複屈折材料を光遅延板として用い複屈折の光学軸から傾いた軸を中心に回転させて、上記の偏光成分に対して屈折率を変えることができる。この屈折率を変えることによって、そのFSRを変えることができ、図2(a)に示すスペクトル線の間隔を変えることができる。 The wavelength selector 4 is an etalon filter using a birefringent material. The birefringent material is used as an optical delay plate and rotated about an axis inclined from the birefringent optical axis to obtain the above-described polarization component. On the other hand, the refractive index can be changed. By changing the refractive index, the FSR can be changed, and the spectral line interval shown in FIG. 2A can be changed.
このように屈折率を変え得るようにするためには、波長選択器4には、例えば図5(a)に示す複屈折率楕円体特性を持った1軸性の複屈折結晶板を用いる。この複屈折結晶板は、その複屈折率楕円体の光学軸から所定の角度θ傾いた線(図中のa)を方線とする面をもったエタロンフィルターである。この面において、異常光に対する屈折率(ne)と常光に対する屈折率(no)とがそれぞれの方向で異なり、それらの方向は直交する。従って、図5(b)に示す様に、上記法線の周りに波長選択器4を回転することによって上記偏光成分に対する伝搬遅延量を変えることができ、その結果、波長選択器4のFSRを調整できるようになる。 In order to change the refractive index in this way, the wavelength selector 4 uses, for example, a uniaxial birefringent crystal plate having a birefringence ellipsoidal characteristic shown in FIG. This birefringent crystal plate is an etalon filter having a plane whose direction is a line (a in the figure) inclined by a predetermined angle θ from the optical axis of the birefringence ellipsoid. In this plane, the refractive index (ne) for extraordinary light and the refractive index (no) for ordinary light are different in each direction, and these directions are orthogonal. Therefore, as shown in FIG. 5B, the propagation delay amount for the polarization component can be changed by rotating the wavelength selector 4 around the normal line. As a result, the FSR of the wavelength selector 4 can be changed. You can adjust it.
狭帯域波長選択器3が無い場合は、波長選択器4によって、櫛歯状のスペクトル線が得られる。そこで、狭帯域波長選択器3によって、図2(b)に示す様に、2本のスペクトル線を選択する。選択された2本のスペクトル線のレーザー光は、外部共振器の一端をなすハーフミラー5を介して出力され、光混合器8に入射される。光混合器8では、上記の選択された2本のスペクトル線のレーザー光からミリ波、サブミリ波10が生成される。このミリ波、サブミリ波10は、分岐器20でその一部が分岐され、エタロン制御器22で、ミリ波、サブミリ波の強度が検出され、この強度情報を帰還信号に用いて、また、良く知られた非線形制御(例えばPID制御、Proportional-Integral-Derivative Control)によって、検出したミリ波、サブミリ波の強度が最大または所定の値になるように、上記波長選択器4の屈折率を調整する。この帰還制御によって出力するミリ波、サブミリ波の周波数を安定化することができる。
When there is no narrow
上記狭帯域波長選択器3には、例えば酸化物誘電体バンドパスフィルタを用いることができる。これを用いた場合、光路に対する入射面の角度を変えることによって、透過帯域を容易に変えることができるので、上記の2本のスペクトル線について、等しい透過特性を示すように設定することができる。従って、上記の帰還信号を狭帯域波長選択器3に用いて、上記で選択された2本のスペクトル線にその選択特性が等しくなるように自動制御することができることは明らかである。
For the
この様に、上記の帰還信号は、次の2通りに適用することができる。まず、出力されるミリ波、サブミリ波の波長を優先的に決める場合は、狭帯域波長選択器3による選択波長を上記の様に自動調整することが望ましい。また、ミリ波、サブミリ波の波長を安定化させる場合は、狭帯域波長選択器3による選択波長を固定し、波長選択器4の選択特性を上記の様に自動制御することが望ましい。
Thus, the above feedback signal can be applied in the following two ways. First, when preferentially determining the wavelengths of the output millimeter wave and submillimeter wave, it is desirable to automatically adjust the wavelength selected by the
上記波長選択器4の屈折率を調整するための構成例を図6に示す。図6(a)は、図5(b)に示す波長選択器4をエタロン回転駆動装置23によって、エタロン制御器22からの制御信号に従ってエタロンフィルターを回転する構成である。図6(b)は、波長選択器4に液晶リターダ型エタロンフィルターを用いる例である。この場合も、エタロン制御器22からの制御信号に従ってエタロンフィルターの複屈折率を制御する。
A configuration example for adjusting the refractive index of the wavelength selector 4 is shown in FIG. FIG. 6A shows a configuration in which the wavelength selector 4 shown in FIG. 5B is rotated by an etalon
以上の様に、本発明ではエタロンフィルター素子のFSRを大きく変化させる。これを実現させるために、エタロンフィルター素子の材料に、例えば方解石(炭酸カルシウム)やルチルなどの複屈折材料を使用する。複屈折材料基板は、面方位を適切に選択することにより基板面内において異なる屈折率を示す材料で、偏光ピームスプリッターなどによく用いられている材料である。外部共振器内でレーザー発振が起きている場合、その偏光方向は所定の方向に固定されている。従って、この共振器中に複屈折材料でできたエタロンフィルターを挿入すると、レーザー発振の偏光はその偏光方向に応じた屈折率を感じ、その屈折率と基板の厚さに応じたFSRが得られる。エタロンフィルターを基板面内で回転させた場合、そのレーザー発振によるレーザー光は回転量に応じた異なる屈折率を感じ、FSRが変化することを用いたものである As described above, in the present invention, the FSR of the etalon filter element is greatly changed. In order to realize this, a birefringent material such as calcite (calcium carbonate) or rutile is used as the material of the etalon filter element. The birefringent material substrate is a material that exhibits a different refractive index in the substrate surface by appropriately selecting a plane orientation, and is a material often used for a polarization beam splitter or the like. When laser oscillation occurs in the external resonator, the polarization direction is fixed in a predetermined direction. Therefore, when an etalon filter made of a birefringent material is inserted into this resonator, the polarization of laser oscillation feels a refractive index corresponding to the polarization direction, and an FSR corresponding to the refractive index and the thickness of the substrate is obtained. . When the etalon filter is rotated within the substrate surface, the laser light generated by the laser oscillation senses a different refractive index depending on the amount of rotation, and changes the FSR.
本発明の2波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置は、図4に示す構成で実現できるので、携帯可能なミリ波、サブミリ波発生装置を容易に実現することができる。 Since the millimeter wave and submillimeter wave generator by the two-wavelength laser beam mixing of the present invention can be realized by the configuration shown in FIG. 4, a portable millimeter wave and submillimeter wave generator can be easily realized.
また、高強度のミリ波、サブミリ波を得たい場合は、光混合器8に入射する前にレーザー光を、例えば、ファイバー型光増幅器に入射して増幅し、増幅した後に光混合器8に入射する。この構成にした場合でも携帯可能なミリ波、サブミリ波発生装置を容易に実現することができる。
In order to obtain high-intensity millimeter waves and submillimeter waves, laser light is incident on the fiber-type optical amplifier before being incident on the
1 光増幅素子
1a 反射端
1b 無反射端
2 レンズ
3 狭帯域波長選択器
4 波長選択器
5 ハーフミラー
6 レンズ
7 光ファイバー
8 光混合器
9 レーザー光
10 ミリ波、サブミリ波
20 分岐器
21 光混合器
22 エタロン制御器
23 エタロン回転駆動装置
DESCRIPTION OF
Claims (7)
上記外部共振器内の光路上に設置された狭帯域波長選択器と、波長選択器と、該波長選択器の選択波長を変える選択波長可変手段と、光混合器と、を備え、
上記多波長レーザー光源は、出力光のスペクトルの中心から50GHzから3THzまでの帯域に複数のスペクトル線をもったレーザー光を出力する光源であり、
上記波長選択器は、上記多波長レーザー光源からのレーザー光を波長について櫛歯状に選択する光フィルターであり、
上記狭帯域波長選択器は、櫛歯状に選択された上記レーザー光から2つのスペクトル線を選択するものであり、
上記選択波長可変手段は、上記波長選択器に透過波長帯域を変更する作用を及ぼすものであり、
上記光混合器は、上記の2つのスペクトル線のレーザー光を混合することで、50GHzから3THzまでの所定の電磁波を生成するものである、
ことを特徴とする2波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置。 A multi-wavelength laser light source having an external resonator configuration;
A narrowband wavelength selector installed on the optical path in the external resonator, a wavelength selector, a selection wavelength variable means for changing a selection wavelength of the wavelength selector, and an optical mixer,
The multi-wavelength laser light source is a light source that outputs laser light having a plurality of spectral lines in a band from 50 GHz to 3 THz from the center of the spectrum of output light,
The wavelength selector is an optical filter that selects laser light from the multi-wavelength laser light source in a comb-like shape with respect to wavelength,
The narrow-band wavelength selector is for selecting two spectral lines from the laser light selected in a comb shape,
The selection wavelength variable means acts to change the transmission wavelength band to the wavelength selector,
The optical mixer generates a predetermined electromagnetic wave from 50 GHz to 3 THz by mixing the laser light of the two spectral lines.
A millimeter-wave and submillimeter-wave generator using two-wavelength laser beam mixing.
上記リオフィルターに使用される複屈折板は、上記外部共振器における光路に垂直な入射面を有し、該入射面上に屈折率の異なる2軸を持ち、上記選択波長可変手段からの作用によって該複屈折板の屈折率を操作する構成を備えるものであることを特徴とする請求項1に記載の2波長レーザー光混合によるミリ波、サブミリ波発生装置。 The wavelength selector is a one-stage or multistage rio filter provided in an optical resonator, and the rio filter is a tunable rio filter.
The birefringent plate used in the Rio filter has an incident surface perpendicular to the optical path in the external resonator, has two axes with different refractive indexes on the incident surface, and acts by the action from the selected wavelength variable means. The apparatus for generating millimeter waves and submillimeter waves by mixing two-wavelength laser light according to claim 1, comprising a configuration for manipulating the refractive index of the birefringent plate.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0758393A (en) * | 1993-08-16 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | Method and device for narrow-band laser oscillation and laser aligner employing them |
JPH11233894A (en) * | 1998-02-18 | 1999-08-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Variable wavelength external resonator type laser |
JP2003258732A (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Laser light source, power feeding apparatus using the same, wireless carrier discharge system, and portable telephone base station |
JP2009033222A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Casio Comput Co Ltd | Imaging apparatus, and program and method for controlling the same |
JP2010109237A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Anritsu Corp | Optical phase control element and semiconductor light-emitting element |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0758393A (en) * | 1993-08-16 | 1995-03-03 | Toshiba Corp | Method and device for narrow-band laser oscillation and laser aligner employing them |
JPH11233894A (en) * | 1998-02-18 | 1999-08-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Variable wavelength external resonator type laser |
JP2003258732A (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | Laser light source, power feeding apparatus using the same, wireless carrier discharge system, and portable telephone base station |
JP2009033222A (en) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Casio Comput Co Ltd | Imaging apparatus, and program and method for controlling the same |
JP2010109237A (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Anritsu Corp | Optical phase control element and semiconductor light-emitting element |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
桜井隆: "リオ・フィルターによる太陽の狭波長帯域撮像", 光学, vol. 39巻12号, JPN6019041270, 2010, pages 578 - 582, ISSN: 0004141280 * |
赤羽浩一 他: "半導体量子ドットを用いた波長可変レーザの2波長発振", 電子情報通信学会技術研究報告, vol. 113, JPN6019041268, May 2013 (2013-05-01), pages 49 - 52, ISSN: 0004141279 * |
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